Способ изготовления отверстий стержневым электродом- инструментом

 

Использование: в металлообработке. Сущность изобретения: при изготовлении серии одинаковых точных глухих отверстий приработку рабочего торца инструмента для каждого следующего отверстия ведут до момента достижения контрольной величины скорости прохождения через межэлектродный промежуток заданного числа рабочих импульсов. Периодическую правку торца осуществляют перед обработкой каждого отверстия на тех же режимах, что и обработку отверстий. В процессе правки контролируют скорость прохождения рабочих импульсов через межэлектродный зазор и прекращают правку при достижении этой скорости.

Изобретение относится к области металлообработки, изготовлению точных глухих отверстий, фигур штампов, пресс-форм и может быть использовано при нанесении мерных искусственных дефектов (серии точных одинаковых глухих отверстий) в трубах и на прутках.

Известно устройство для нанесения искусственных дефектов на внутренней поверхности труб механическим способом, содержащее механизм перемещения трубы и радиальной подачи резца к внутренней и наружной поверхности трубы.

Недостаток этого устройства - ограниченность его применения при контроле тонкостенных и хрупких труб, т. к. последние могут выйти из строя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, позволяющее восстанавливать рабочую часть электрода-инструмента по мере его износа на самом станке, содержащее вторичный инструмент-резец, с помощью которого при вращении шпинделя с электродом осуществляют механическую подрезку изношенного торца электрода, профилирование рабочей части электрода в виде тела вращения с криволинейной поверхностью. Однако это устройство не может быть применено для восстановления изношенного торца инструмента, находящегося во внутренней поверхности трубы или полости, когда исключена переустановка детали и инструмента.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение точности обработки при последовательном изготовлении серии одинаковых глухих отверстий. Поставленная цель достигается тем, что при последовательном изготовлении серии одинаковых глухих отверстий предварительно определяют число рабочих импульсов, необходимое для обработки одного отверстия, осуществляют приработку электрода-инструмента до достижения эквидистантности его рабочего торца обрабатываемой поверхности и определяют контрольную скорость прохождения через межэлектродный зазор заранее заданного числа рабочих импульсов. Периодическую правку торца осуществляют перед обработкой каждого следующего отверстия, в процессе обработки осуществляют контроль числа импульсов и обработку каждого отверстия до достижения числа импульсов предварительно определенной величине. Правку осуществляют методом электроэрозионной обработки на тех же режимах, что и обработка отверстий. В процессе правки контролируют скорость прохождения рабочих импульсов через межэлектродный зазор и прекращают правку при достижении этой скорости предварительно определенной контрольной величины.

В известных из науки и техники решениях (в объеме проведенного поиска) отличительные существенные признаки изобретения - предварительное определение числа рабочих импульсов, необходимое для обработки одного отверстия, приработка сменными втулками или самой деталью электрода-инструмента до достижения эквидистантности его рабочего торца обрабатываемой поверхности и определение контрольной величины скорости прохождения через межэлектродный зазор заранее заданного числа рабочих импульсов, периодическая правка торца перед обработкой каждого следующего отверстия, контроль числа рабочих импульсов и обработка каждого отверстия до достижения числа импульсов предварительно определенной величине, правка торца электрода электроэрозионным методом на тех же режимах, что и обработка отверстий, контроль скорости прохождения рабочих импульсов через межэлектродный зазор и прекращение правки при достижении этой скорости предварительно определенной контрольной величине - не известны. Это позволяет считать данное техническое решение соответствующим критерию "существенных отличий".

Указанная совокупность признаков позволяет повысить точность изготовления серии одинаковых точных глухих отверстий.

Предварительное определение числа рабочих импульсов, необходимое для обработки одного отверстия, приработка электрода-инструмента до достижения эквидистантности его рабочего торца обрабатываемой поверхности и определение контрольной величины скорости прохождения через межэлектродный зазор заранее заданного числа рабочих импульсов, периодическая правка торца сменными втулками или самой деталью перед обработкой каждого следующего отверстия, контроль числа рабочих импульсов при обработке отверстий и скорости прохождения через межэлектродный зазор заранее заданного числа рабочих импульсов позволяют исключить погрешность установки инструмента и детали, своевременно отключить процесс.

Контроль скорости прохождения через межэлектродный зазор заранее заданного числа рабочих импульсов в процессе правки торца инструмента дает возможность объективно оценить взаимное положение торца инструмента и обрабатываемой поверхности, что в свою очередь повышает точность обработки, снижает брак.

Предлагаемым способом на предприятии ЦНИИ КМ "Прометей" изготавливают мерные дефекты на прутках, трубках и прутках на расстоянии 300-500 мм от края.

В качестве оборудования используют серийный электроэрозионный станок модели 4Г721М с серийным генератором ШГИ-40-440. Для подсчета рабочих импульсов в МЭП используют счетчик импульсов с программным устройством. В качестве электрода-инструмента (ЭИ) используют проволоку медную, фольгу. В качестве рабочей жидкости - керосин осветительный ГОСТ 11128-75.

При изготовлении продольной риски длиной 10 мм, шириной 0,1 мм, глубиной 200 мкм, точностью ± 10% от номиналов прирабатывают рабочий торец на режиме: Рабочая частота, кГц 22 Рабочий ток, А 4-5 Рабочее напряжение, В 70-80 Обрабатываемый материал сталь 12Х18Н10Т материал электрода-инструмента медь М1.

Устанавливают на программном устройстве, например, 10⁵ импульсов. Включают станок, генератор, фиксируют время прохождения в МЭП 10⁵ импульсов путем одновременного включения счетчика импульсов со счетчиком времени и одновременным их отключением после прохождения в МЭП 10⁵ импульсов. Время для данного случая составило 7 сек.

Контролируют визуально отпечаток инструмента на поверхности - отпечаток плохой, отпечаток получен в виде нескольких точек на образующей трубы. Прирабатывают торец инструмента до получения качественного отпечатка в виде сплошной риски, имеющей одинаковую ширину на всей длине и одинаковую глубину на всей длине риски.

Контролируют ширину и длину риски с помощью малого инструментального микроскопа модели ММИ, глубину с помощью профилометра модели 202, в результате: ширина риски соответствует 0,13 мм, глубина риски, мкм - 20 ± 2. Приработка завершена. Для фиксации контрольной скорости заполнения разрядов счетчика при прохождении в МЭП 10⁵импульсов устанавливают это число на программном устройстве, включают станок, генератор, счетчик импульсов и счетчик времени, процесс приработки.

Время прохождения в МЭП 10⁵ импульсов составило 2 с, скорость заполнения разрядов счетчика импульсов соответственно - 5.10⁴ имп/с. Для последующего изготовления данного типа рисок - эта скорость является контрольной. Устанавливают обрабатываемую деталь. Устанавливают на счетчике импульсов 10⁵ импульсов. Включают станок, генератор, все системы процесса.

Скорость заполнения разрядов счетчика импульсов при прохождении в МЭП 10⁵ импульсов на режиме приработки составила всего 2.10⁴ имп/с. Это говорит о том, что рабочий торец ЭИ не эквидистентен обрабатываемой поверхности.

Продолжают приработку торца ЭИ до достижения скорости заполнения разрядов счетчика импульсов 5.10⁴ имп/с при прохождении в МЭП 10⁵ импульсов, после чего процесс приработки прекращают. Переключают все системы процесса на режим обработки. Определяют количество импульсов, необходимое для удаления заданного чертежом объема металла, устанавливают это число на программном устройстве, включают станок, генератор, все системы процесса, ведут обработку и периодическое измерение глубины.

В результате глубина изготовленных рисок составила 200 ± 2 мкм.

По сравнению с прототипом и аналогами предлагаемый способ позволяет повысить точность изготовления серии одинаковых точных глухих отверстий за счет сокращения погрешности изготовления, возникающей от неточного положения инструмента и обрабатываемой поверхности, сократить брак, снизить эмоциональную нагрузку прецизионной ответственной операции. (56) Авторское свидетельство СССР N 667368, кл. В 23 Н 1/04, 1978.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ СТЕРЖНЕВЫМ ЭЛЕКТРОДОМ-ИНСТРУМЕНТОМ , пpи котоpом осуществляют пеpиодическую пpавку pабочего тоpца электpода-инстpумента дополнительным инстpументом, отличающийся тем, что, с целью pасшиpения технологических возможностей пpоцесса и повышения точности обpаботки пpи последовательном изготовлении сеpии одинаковых глухих отвеpстий, пpедваpительно осуществляют опpеделение числа pабочих импульсов, необходимое для обpаботки одного отвеpстия, пpиpаботку электpода-инстpумента до достижения эквидистантности его pабочего тоpца обpабатываемой повеpхности и опpеделение контpольной величины скоpости пpохождения чеpез межэлектpодный зазоp заpанее заданного числа pабочих импульсов, пеpиодическую пpавку тоpца осуществляют пеpед обpаботкой каждого следующего отвеpстия, в пpоцессе обpаботки осуществляют контpоль числа pабочих импульсов и обpаботку каждого отвеpстия осуществляют до достижения числа импульсов пpедваpительно опpеделенной величины, пpи этом пpавку осуществляют методом электpоэpозионной обpаботки на тех же pежимах, что и обpаботку отвеpстий, в пpоцессе пpавки контpолиpуют скоpость пpохождения pабочих импульсов чеpез межэлектpодный зазоp и пpекpащают пpавку по достижении этой скоpости пpедваpительно опpеделенной контpольной величины.